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.lr..mlWvç;c l'Ol1l!llHlibk tmrir r..rtuurri n\lL'IIair('1f
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L,I pt.,'.".'!I!" inv.'nt iOIl :).' ;',' 1)\10 rio' !llX il!:lHt'mblag(HI cotnbu!llbJ(!1I {>1)\1 r 1-' el C tt'\\ t;-.: nU] :I\ i t-P.:4. h 11Ii .. tI'xl" '1" xiiit 1] 1'.\111 ,'on'!, l', '1" \1'1' pa r aH 8 P ln bJag(' corn- l7;lwt;i,l. .." d,.>t'm\\.q!,I'S (,()I11Ju,,'pan\ ...it <1<. 1.. Inatii'r\ fiBHih-, soit dl' la tn;\I: n' fmYtli<r W7ll un ioe;,'];inii. <1<. iii:iti" '- tibsile (-1 1TlLLtii'.l"t 1<;rtil<,.
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11,iii; un réacteur niiL,1<. t>r<., 1! < wntiàlu d<> la température du r,'Írl';':\',t1! st 1o(':I\.;r<1II.'1111'I\t base III' la n1t'j\lrt' du la température à la so)'{i<-de 1;1 tuve du reacteur. Cette 1111'1'\11'(' donne la valeur moyenne ck la l,'n\pl \';1111 rI' du réfrigérant. On peut uH.ïiur,'r lue centrale de la tempé- rature du i, tt ii t t, y .1j"'lt.1l\t d<>x CI'l\tl'o3h-5 lotaux :, la sortie dé el' l'ta ilH' a."rmlla;<a <ÎOn>bu5tiÎ>1<.x , 11 est 1 1)lllliÀ (litt- ltt putsnancc ciW cIoplue évolut) en fonction du tt'In1's dans chaqul' assemblage combustible pl dans t'espace d'un aS5t'n'l- \,1:.1.:,' :, l'auti-t-.
Pour cOmpI'T1t1t.'r l'incc,alita des yntratlons de chaleur ' <Î+its 1'<.sj>j;; <"<.;t-ii-dir<> ciana le-s cliffurczits assemblages combuatiur dans l'espact- c'eht--dire danli len différents assemblages ble d'un 1,",à<.i<.ii; nuoteaire et conserver une température de sortie du rôir(1 ;.rant aussi homogène que possible, on a dfjà proposé d'utiliser des dia- , tttxta,rwcz (ixI'!) qui déterminent dans lrx ,lSlH'mhlagc8 combustibles le débit du réfrigérant. Mais quel que soit le mode de mesure et de réglage lrrlicrttt3stirc, une fois 1; réacteur en marche, la puissance développée dans chaque assembiagc varie dans le temps et il n'y a aucun moyen d'action lerale sur la température du réfrigérant.
Par conséquent, chaque assemblage combustible doit être dimensionné
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pour ne pas dépasser la tt-mpe rature maximum admissible du réfrigérant ,"orrl'l:i!>ofJdatlt , son maximum de puissance qui ne survient qu' à un ma- ment donne de la vie du combu8tihk. 1ln dehors de ce maximum de puis- sance dans l'assemblage combustible, la température du réfrigérant à la sortie= de l'assemblage sera inférieure à la température maximum abais- sant ainsi la température moyenne de sortie du réfrigérant etréduisant le rendement de l'installation.
Par ailleurs, le débit trop important circulé dan@ les assemblages com-
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bustibles accroît inutilement la puissance de pompage. En outre le mé- lange de plusieurs écoulements dont les températures peuvent être très différentes peut entra@ner certains inconvénients mécaniques tels que sollicitations thermiques.
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La présenti- invention proposa UI! dispositif permettant d'aeau- rer dans un illJlit'mhlagl' comhustii>1<. l'adaptation du débit du réfrigérant au d[.galt'ml'nt dl' chaleur y développa. Ct' dispositif qui fonctionne auto- matiquP"1wnt et sans intervention <'xt<'rnt' rend la valeur moyenne de la h'mpt-ratll1'(' de sortie du réfrigérant prélliqu"!1wnt égalo h la valeur ma- ximum, l'l'l'mettant ainsi un rendement accru de l'installation.
D'aul%'(' part, lue d{.hit circula dans ('haqul' atisr'mbtac combustible est parfaiteint-nt adapté la puisaanct- y dvcIcriico, réduisant ainsi la puis- sance de pompage. On 'vite en outre lus inconvcnirnta mdcaniquca résul- tant du m<'lang<. de fluides à templ l'a lu1'.> differcntt'H. la> dispositif selon la pr(.III'l1k invention est monté de prf(?r('nc<' à la Eortic de ilassemlilagt- combuatibic pl peut ac présenter par l'xcmplc sous la forme d'un régiilatc-tir thermique t expansion de fluide, On utilise dans ce cas le phvnom! ne d'cxp<1111Jion d'un fluid±' incomprC'8I1ibl une t<*mpcratur<' (<}oigl1.:t' dt- son point de vaporisation.
L'expansion de ce ilui- de confiné dans une t'rct'int'' {-tand\(: dilalabh' commande alore le déhit du r frivrussx clanti i',ixs<.inblag<. c:omlrmtilrlc, La d<-8cription qu. va euivrt- en rt' g±1 l'ci du <h'aain annexa, clnnnu à titre t!'<'x<'mp!c non limitatif, fora bien comprf'ndrt' comment l'invpntion P"\1t ttre r(.i\1i81. len. partkularit'11 qui rpH or!<'nt tant dit tlcrtlin quf du textt- faisant, bit'n entendu, lhtrtic <1<. latliti- Invention. cnnxid<'ron8 un r(.act"1\1" nud,:airE> ii '1<'lIt ronll rapides refroidi au sodium dans !c'q\1f' t h. coeur l' ('lit constitua ci' il IIlIc'mhli1Rt! <'0fnhm)tib! t< ('ontt',,;u1t tint- quantité important'' (le maticrp {18sih', entoura d'unr! cou.
\crtur<' rafliale constittl(o(' si'artsicmhlaca de mal1\'r,' fertilt., Au coure ci(- la vit, (les aln('mbla..,. s <1<. cotive-rtitrt- dans li- rl,actrur, unf partie de Lt matit r<' fi' l'tilt. ne lr,wli{o1:' ml' pro.(r(':! Il iVI'n,.>nt ç-n mat n, 1:'<' fiaailc, Il en 1'(:lIlllt.. qui- la puiasancc qui y est dlv('l()prH1' j><,ut a'accroMi'f d'un façon important)' par mite. (1 - la formation de matilrr fiuaile.
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Chaque assemblage i ure doit être dimensionné pour permettre son refroidissement @ @t à pleine puissance, ce qui se pro- duit vers la fin de leur séjour dans le réacteur. ,Dès lors, ces assemblages de couverture constituent un court-circuit froid du sodium en début de vie, lorsqu'ils ne contiennent qu'une très faible quantité de matière fissile.
En réglant la température de sortie du sodium des assemblages de cou- verture dans le réacteur, on pourra relever l'échauffement moyen du sodium, jusqu'à une temp@ rature proche de @a température maximum.
De cette façon on réduit .en outre de près de la moitié la puissance néces- saire pour le pompage du sodium dans la couverture radiale.
La figure montre schématiquement une coupe longitudinale d'un régulateur thermique placé à l'extrémité du boftïer d'un assemblage combustible de couvertureà la sortie du réfrigérant. (Pour des raisons de simplification le combustible n'a pas été représente).
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Le chiffre de référence 12 rcpréscntt. le boîtier de l'assemblage combus- tiblt- de couverture.
Le dispositif de régulation se compose d'un corps cylindrique 3 dont la
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partie sulscrle>urc 1 est ôV&8éc. Le cylindre 3 est monté dans un uhtoais support 13 3 21 l'0.1d(, de pattes 14.
1. cylindre 3 supporte l'aide d'une piîci 20 une enceinte étançhe lI rülnl)rti1allt drux 8ou±±h.t8 dilatables, l'un p;tit et raide. dit 10ut±1et mo- \tt'ur 4 et ll;ttttri- plus souple et de plus grand diambtre, dit soufflet com- 'P8MAt.cur 8. A l'intérieur des soufflets 4 et 8 cet confiné le fluide moteur, en l'occurrrnct' un eutectique de sodium et de potassium, désigne ci-aprbe par NaK. Le 6ou±flt,t compensateur 8 se dilate dans un sens (vers le bas), le soufflet moteur 4 dans l'autre (vers 1<> haut) entrathant dans son moule. ment un diaque obturateur 2 qui ne déplace dans l'évasement 15 créant ainsi un orifit'c variable 19. Le disque 2 est t'o i16 h une piocf fixe t par un soufflet 17. La piicr fbtf- comprend un disque de rupture 16. Le eouf.. fle-t compt'nsatcur 8 est relie par des tiges 9 de longueur réglable à un etitiiratt-tir annulaire 5.
Crt obturateur 5 commande l'ouverture 6 permet.
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tant le court-circuit des parties décrites ci-dessus par l'espace annu- laire 18 entre le cylindre 3 et le châssls support 13,
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A froid, fi la température de remp!i(!HaR<' du m6cani.me, ou à l'arnbianwa de stockage, les ooufftetw sont détendu)!.
Lors de l'Insertion de l'assembtage combustible dans le reacteur pendant l'arrêt de celui-ci, le NaK contenu aine lea soufflets se dilatu, suite au contact avec la réfri-
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gérant du réacteur, ayant une température 8\1}H< l' {(,u 1'0 celle du NaK, Cette dilatation du NaK af fait Bentir ('fI8('ntldlcllwn1 dans Io soufflet compensateur 8, qui s'étend plus faciictnfnt que le soufflet moteur 4, Lorsqu\.' le réacteur est en marche la II'01p.':raturl' de sortie du rétrigé- rant dans l'assemblait' croft jU8<1'.t1:'t une rature Ti correspondant à la puissance initialc de l'assl'01lJlaHl'.
A ct'ttp t('01pftratut"o 'I'1 1 le débit du rCiriçc9rant à travl'rs I'aesrtnirlagu eut minimal- Le régulateur ther- inique est réglé pour que 1oxpansican du NaK allonge le soufflet compen.. oatc-ur 8 jusqu';, CI' qut' l'obturateur 5 t'l1trafhé par l'intl'rm6dia.irc des tiàvt3 s arrive a fond de cours;
à la tomporaturc 'l' , La coursc du aouf- flet 8 est atailleurs aj\:stablc puur pel'ml'tiN' le réglage correct en labo- ratoirc de sa butte à la température T1.
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D!'s ce moment, comme il tout accroissement de puissance dans Ilaont!m- blage correspond un accroissement de température de sortie du rjfrigé- rant de l'assemblage, cotte augmentation de la température provoque un allongement du soufflet moteur 4, provoquant l'ouverture de l'orifice 19 et par conséquent une augmentation automatique du débit de réfrigérant
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dans l'asscmtlat;u, L'ouverture dt t'orifice 19 étant variable 10 débit du réfrigérant sera adapte ;1 la puissance citv.lul>hcc dans 1axsemtlaF;
c, Sur la figure, les flich4a reprcxentt'nt la circulation du réfrigérant, l'obturateur 5 étant ouvert et le disque 2 occupant la position basse (ouverture minimum).
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A la puissance maximum du l'a8'H'mblagc. qui peut attfindra 5 fois la puissance initiale, l'echauffement dll réfrigérant atteint une valeur maximum T2.
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A cette température le débit du réfrigérant parcourant l'assemblage peut atteindra environ 4 fois le débit initial corrcspondant à la température
T1. A t'aida de ce dispositif régulateur on parivent à obtenir des tempéra- turcs T très voisines de T2.
Il aété calculé que dans un recteur du type décrit, si la tem- pérature d'entrée du réfrigérant est de 430'C et ta température maximum de sortie rat de 580"C, la température de sortie du réfrigérant des assem- blages couvertures en début de vie n'est que de 460'C.
Si on place dans ces assemblages le régulateur thermique selon la Présente invention, la température de sortie dans ces assemblages peut être repor.. tée dèsle début de vie de l'assemblage é 550 C, ce qui est très voisin de la température maximum de 580*C.
On peut doncà l'aide de cet appareil, si les pressions d'entrée et de sortie des assemblages de couverture sont fixes, faire correspondre de fortes variations de débit àde faibles variations de température.
Le régulateur thermique peut être complète de certaine élémnts lui assurant une très grande sécurité de fonctionnement. A froid, l'orifice 19 peut être court-circuité par un large by-pass 6, l'assemblage se pré- sent,-- alors comme s'il n'y avait pas de régulation thermique. Le mouve- ment du soufflet compensateur 8 est calculé de telle façon qu'à la tempe- rature du réfrigérant correspondant à la puissance initiale de l'assemblage, il referme le by-pass en entraînant l'obturateur 5. Des lors, l'orifice va- riable 19 agit.
En cas de rupture d'un des soufflets 4 et 8, la pression Interne disparatt et les soufflets reprennent leur position initiale, et l'obturateur 5 . s'ouvre. En cas de grippage, l'expansion étant bloquée, la pression interne aux souffleta croît très vite, augmentant l'effort tendant à débloquer le système, ou, en cas d'insuccès, provoquant la rupture des soufflets et le retour 3 la position obturateur ouvert,
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Enfin. pour pallier tout incident, un disque d'éclatement 16 est
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prévu t'n 1>y-pasx ci(- l'appareil, En cas dl' bouchage de celui-ci la pression intl'rtw clan I'aarcctmialat;e provoqua Ja t'lIptll1'(' dl' disquc 16.
.!5:.EJ l':NDIGA Tlilliê.
1. ASI'>l'mblagl' combustible pour r,:adt'III' nucléaire, caractério..' an et' qu'un dispositif permet clla(ltl)ttr automatiquement le d6bit du r^±rif;rant au cic'gagemunt <1,, chalfur dans l'alt8umbtago.
2. Altsl'mbhigc acion la revendication 1, raractria en ce que le ditspoaitif t-ut un rsuulateur thl'rmicl'H'.
3. Axs m1>lagv Itt'lon 1<s t'c'vl'nrlicatiOlHI 1 (!t 2, caractériod en ce que 1(' r':gulahu!' tlrrrmiqus comprend 2 #soufflets dilatable*, conirnant un fluide incomprcsailrlc, dont l'expansion provoque 1 allon;etmnt des Rouffll'ts entratiiatit une ouverture variable qui permet une variation du débit d réfrigérant, 4. Assemblage comlJl1!1tihh pour reacteur nucléaire oubstanticllf- ment comme décrit et illustra,